Биосфера и её производные

2.2 ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ  СТРУКТУРА БИОСФЕРЫ  
И ИЕРАРХИЯ ЭКОСИСТЕМ. СИСТЕМА СИСТЕМ

В системном отношении  все перечисленные образования  — крупные функциональные части  фактически общеземной или субпланетной размерности. Дальнейшее иерархическое членение идет в рамках этих подразделений. Однако фактически более или менее известны лишь крупные экосистемы суши, в значительно меньшей мере океана и, как ни странно, довольно скудна информация о системном членении аквабиосферы. Существует более или менее признанное деление на речные бассейны (например. Дуная или Амура) и на их группы, объединенные ареалами стока внутренних морей и крупных озер (бассейны Азовского, Черного морей, Байкала, Арала, Каспия и т. д.) или открытых морей и побережий океана (Охотского, Японского морей, западных и восточных частей Северного Ледовитого океана и т. д.). Однако системный экологический анализ этих подразделений нам неизвестен. Тем паче не разработана иерархия экосистем реоаквабиосферы и лимноаквабиосферы. Такая иерархия может быть рассмотрена лишь для террабиосферы и отчасти океанобиосферы*.

Высший уровень деления  террабиосферы — биогеографическое царство. Для следующего более низкого системного уровня пока нет устойчивого названия. Условно в своих работах мы его обозначали для террабиосферы и океанобиосферы как биогеографическая область (обычно это материковый блок, океан или их крупные части). Можно предложить однословный термин биоорбис (bios — жизнь плюс лат. orbis — область распространения) или с редукцией второго «о» — биорбис. Ведущий системообразующий фактор тут, главным образом, эволюционно-исторические условия и события формирования биоты, ее взаимодействия со средой. Это взаимодействие прежде всего связано с энергетикой процессов, и потому области распадаются на природные пояса (в биосферной системе терминологии — биозоны**), в рамках которых история и форма биотического обмена на суше формируют биомы. Их экологическая специфика и отличие от биозон недостаточно ясна. Возможно, такое расчленение не имеет под собой глубоких оснований и сугубо условно. Внутри биомов, или биозон, направление сукцессионных процессов, определяемых литогенной основой и местными особенностями климата и почвообразования, создает ландшафтные разности, всегда физиономически различающиеся по литогенной основе и растительности, но фактически по всему комплексу жизни. В упомянутой выше работе (см. с. 30) мы называли эти ландшафтные разности индивидуальным ландшафтом. Однако этот термин настолько многозначен, что может ввести в заблуждение. Поэтому предлагается заменить его в биосферной классификации термином биолокус (от лат. loca — ландшафт).

Широкая взаимосвязь вещественно-энергетических и информационных экологических  компонентов (энергии, воды, газов, субстратов с их физико-химическими свойствами, организмов продуцентов, консументов и редуцентов, а также информации), формирующаяся в соседних функционально сопряженных элементарных экосистемах (биогеоценозах), создает биогеоценостические комплексы (типа объединения озерка и лесного колка в западносибирской лесостепи), а сами малые круги биогеоценотического обмена веществ на основе относительной гомогенности территории формируют биогеоценозы, или элементарные экосистемы*.

Двухсловный термин «биогеоценотический  комплекс», безусловно, эфемерен, поэтому  предлагается его редуцировать до «биокомплекса» (хотя этот термин уже ранее применялся географами в другом значении, но теперь почти вышел из употребления). Между терминами и понятиями биогеоценоз и экосистема в отечественной литературе нередко ставят знак равенства, подразумевая под последним также элементарное биогеоценотическое (биосферное) образование (как упомянуто выше, «клеточку» биосферы) и не придавая слову «экосистема» черты безразмерности (хотя говорят и об экосистемах высших и низших уровней иерархии, что терминологически очень удобно). 
Общая иерархия подсистем биосферы и их терминологических обозначений представляется следующим образом (рис. 2.3). 
Хотя в тексте для каждого типа экосистем мы выделили лишь ведущие системообразующие факторы, они обязательно присутствуют в полной и обширной совокупности на всех уровнях иерархии: история формирования и эволюция, взаимодействие со средой (прежде всего энергетика этих взаимодействий), круговорот веществ и взаимосвязь экологических компонентов, которая отнюдь не всегда количественно линейна, другие воздействия. 
Полной пропорциональности в соотношении экологических компонентов, как известно, нет: энергетика может измениться совсем немного, а число, скажем, консументов — весьма значительно (пример — вспышки массового размножения многих организмов при минимальных, устойчивых погодно-климатических аномалиях).

Таким образом, предполагается, что в биосфере имеется по крайней мере 8 — 9 уровней относительно самостоятельных круговоротов веществ в пределах взаимосвязи 7 основных вещественно-энергетических экологических компонентов и 8-го — информационного (рис. 2.4). 
Несколько слов о схеме на рис. 2.4. Она достаточно известна благодаря публикации в ряде изданий, в том числе популярных*, и возникла как усовершенствование широко принятой схемы В. Н. Сукачева**. 
Предлагаемый здесь несколько модернизированный вариант схемы взаимоотношения экологических компонентов трудно адаптировать только лишь для литобиосферы. Субстратом в аэробиосфере и гидробиосфере служит вода (газы, видимо, принципиально не могут служить субстратом для жизни). Спорным может быть включение в состав экологических компонентов энергии, приходящей на Землю в основном извне от Солнца, и тем более информации, как внутренних взаимосвязей, возникающих в результате физико-химических (через обоняние) или также энергетических воздействий, воспринимаемых организмами как закодированное сообщение о возможности более мощных (часто даже смертельных) воздействий на них со стороны других организмов или факторов абиотической среды и вызывающих у организмов ответную реакцию. Можно ли распространять понятие информации на абиотические компоненты, также иногда реагирующие на внешние воздействия с неадекватной приходящему импульсу силой (например, триггерный эффект в геофизических процессах), остается неясным. 
Включение энергетики как экологического компонента достаточно обосновано тем, что все процессы в природе по своей основе всегда энергетические*.

Экологически переработка  информации — также неотрывное свойство живого, эволюционировавшее чрезвычайно  активно. Собственно, понятие ноосферы, ставшее сейчас весьма популярным, особенно среди части философов, есть выражение логической доминанты  информации во всей совокупности экологических  компонентов биосферы. 
В современных экологических учебниках и словарях (например, в уже упоминавшемся Экологическом энциклопедическом словаре И. И. Дедю) обычно приводят классическую схему экологических компонентов В. Н. Сукачева. Высоко ценя авторитет своего учителя и крестного отца в науке (В. Н. Сукачев был рецензентом моей первой студенческой печатной работы), хотел бы все же отметить, что в его схеме биогеоценоза выпал водный компонент (воду нельзя включать в климатоп и тем паче в атмосферу). Кроме того, зооценоз — в значительной мере условное понятие (сообщество, но не экологический компонент), а микробиоценоз, очевидно, состоит как из продукцентов-хемотрофов, так и из редуцентов. В настоящее время грибы считаются особым систематическим царством и они оказываются за скобками схемы В. Н. Сукачева. Не совсем понятно упорство, с которым авторы не замечают этих изъянов схемы, возникших с ходом развития знания. Ее усовершенствование отнюдь не умаляет заслуг такого классика науки, как В. Н. Сукачев. 
Глобальные, региональные и местные круговороты веществ незамкнуты и в рамках иерархии экосистем частично «пересекаются». Это вещественно-энергетическое и отчасти информационное «сцепление» обеспечивает целостность экологических надсистем вплоть до биосферы. Видимо, наиболее (хотя и относительно) биотически независимы природные системы океана и суши. Однако их геосистемы как биотопы очень тесно взимосвязаны. Свидетельство тому климатические и другие геофизические и отчасти геохимические взаимодействия между сушей и океаном. Имеется и биотическая взаимосвязь через организмы, проходящие часть цикла своего развития в воде, а также организмы подземных и океанических вод. Однако в основном все-таки взаимодействуют биоты аквабиосферы и маринобиосферы, а не собственно суши и океана: гидробиосфера и геобиосфера в значительной мере автономны как биотические образования. Геохимический сток с суши в океан практически однонаправлен, если не считать довольно слабого возврата солей. Эволюционно гидробиосфера и геобиосфера развиваются практически независимо друг от друга. 
Для биосферы в целом на ее входе имеется энергия, земное и космическое вещество, на выходе — осадочные биогенные породы и уходящие в космос газы. Полная «безотходность» природных систем — настолько очевидное заблуждение недавнего прошлого, что о ней говорить здесь подробнее нет нужды. 
Выше уже вскользь упоминалось, что педосферу нельзя рассматривать как абсолютно самостоятельное системное образование, и что это лишь своеобразная синузия в составе фитосферы или экотон на грани террабиосферы с литобиосферой. Действительно, почва в собственном смысле слова образуется лишь при наличии биоты, преобразующей абиотический субстрат в биокосное вещество, по В. И. Вернадскому, «которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами» и является «закономерной структурой из живого и косного вещества»*. Без растительности почва быстро разрушается, хотя чистые пары без высших растений (но с микроорганизмами и богатой фауной) позволяют ей восстановить плодородие. Этот факт как будто противоречит приданию почвенным образованиям более низкого, чем экосистема, иерархического ранга (один из признаков экосистемы — саморегуляция и самовосстановление). Однако почва всегда «надстраивается» растительностью, и если этого не происходит, возникает устойчивое опустынивание (как минерализация). Можно сказать, что микробиально-консументное восстановление плодородия на чистых парах — это сукцессионная фаза, предшествующая «надстройке» целого биогеоценоза, некое «приглашение» для высшей растительности. Это еще одна иллюстрация того, что биосфера и ее подразделения — место, где развивается жизнь (экотоп, геосфера, экосфера для биоты) и одновременно живое в своей общей совокупности. 
Если иерархию таких комплексных биосферных образований мы только что рассмотрели, то, видимо, требуется анализ и иерархий внутренних составляющих экосистемы. Такая попытка уже была нами сделана в цитировавшейся выше работе «Системные основы природопользования». Новых крупных разработок и обобщений по иерархии системных образований я не знаю.

К удивлению, идея «системы систем», как периодической таблицы  всего сущего, не вызвала никакой  ответной реакции ученого мира —  ни позитивной, ни негативной. Очевидно, на нее не обратили внимания по двум причинам: из-за публикации в малотиражном философском издании и из-за того, что экологической теорией природопользования в мире занимаются лишь немногие исследователи, а языковый барьер не позволил, например, Р. П. Макинтошу**, обсуждавшему близкие  проблемы, познакомиться с упомянутой работой. 
Напомним, что в «системе систем» мы рассматривали два ряда биотических образований — экобиосистемный и биоценотический, которые, интегрируясь во времени и в пространстве с абиотическими условиями среды, дают вышеприведенный экосистемный ряд, заканчивающийся биосферой как сочетанием биоты планеты с преобразуемой ею средой обитания. Здесь мы внесем некоторые коррективы в ранее опубликованные схемы и сделаем дополнительные разъяснения (табл. 2.1). 
Приведенные в табл. 2.1 названия, как и ранее использовавшиеся, описательны, а не строго терминологичны. Биосистемный ряд не требует комментариев, кроме двух поправок к принимавшейся нами ранее схеме: 1) в этом ряду должна стоять не особь как сложное, фактически многовидовое индивидуально-консорционное образование (например, в случае относительно крупных животных с кишечной флорой и т. п.), а собственно 
индивид, организм как чисто генетическая структура, особая часть, дискрет «живого вещества» В. И. Вернадского; 2) ряд фактически заканчивается популяцией, а не видом. Последний выступает как эволюционно-историческое объединение генетически довольно разнородных популяций. В каждом конкретном месте вид представляет определенная популяция. Вид в данном случае принимается как отвлеченно-обобщающее понятие из таксономической иерархии (вид, род, семейство и т. д.). Сама же популяция состоит из многих микропопуляций — фенов, демов и т. п., представляющих один уровень биосистемной иерархии, ив своем разнообразии (в «третьем измерении» таблицы) составляющих закономерные ряды, обобщаемые законом гомологических рядов и наследственной изменчивости Н. И. Вавилова. 
Экобиосистемный ряд начинает особь в приведенном выше понимании. Дальнейшее системное усложнение достаточно очевидно. Переход от популяции как генетического образования к ее экологическому аналогу, как кажется, не требует особых разъяснений. 
В биоценотическом ряду уже нет индивидов и особей как таковых. Этот ряд начинается с групповых образований — фитоценов и зооценов как функциональных представителей ценозов, объединенных в табл. 2.1 под названием биоценов. Эти последние формируют синузии, а те в свою очередь распадаются, и наоборот, агрегируются в популяционные консорции. Эта особенность — с одной стороны объединение, а с другой разъединение — характерна для многих биотических образований. Биогеоценотические консорции формируют такие же парцеллы, в свою очередь интегрирующиеся в биоценозы, называемые ботаниками ассоциациями. Отдельные биоценозы, сочетаясь, складывают биоценомические типы, взаимодействие которых образует региональные биоты (в ботанике обычно с доминированием какой-то растительной формации и типа сукцессионных процессов). Последние слагают биомы в чисто биологическом, а не эколого-географическом понимании («биобиомы»), как биоценотические образования, имеющие свою эволюцию, но условно рассматриваемые вне факторов среды. 
Экосистемный ряд подвергнут в тексте анализу выше. 
«Система систем» циклична в том смысле, что теоретически вещество Галактики вне своих сгущений есть собрание элементарных частиц, а они, напротив, формируют всю материю мира. Как и любая подобная таблица, она позволяет прогнозировать существование промежуточных структур. Поскольку имеются периодическая система элементов и подобная ей система гомологических рядов Н. И. Вавилова, вероятно, существуют аналогичные закономерности для всех членов «системы систем» (по отношению к нашей схеме они расположены как ветвистые деревья в третьем по отношению к таблице измерении). Специалистам-теоретикам их стоит поискать... 
Приводимая схема, как и все другие подобные, кажется слишком умозрительной и несколько даже иррациональной, поскольку каждое из образований как бы выступает в двух «лицах»: индивид и особь, репродуктивная группа и «семья» (первая как механизм рождения потомства, вторая как группа, противостоящая другим подобным и одновременно входящая в их сочетание в рамках популяционной парцеллы) и т. д. Но в том-то и смысл подобной редукционистско-насильственной дезинтеграции, чтобы показать: природные системы полифункциональны, многолики, к ним нельзя подходить как к одноуровневым техническим гайкам и болтам. На биологическом и экологическом уровне развития материи все намного сложнее, и любая самая прагматическая задача должна решаться с учетом этой сложности, еще более возрастающей при переходе к экологии человека как социального существа.